根非蛋白巯基化合物在箭舌豌豆两个品种镉耐性中的作用及机理

研究了镉胁迫下箭舌豌豆两个品种(镉耐性品种‘L3’和镉敏感品种‘ZM’)根中非蛋白巯基化合物(NPTs)含量的变化及在箭舌豌豆镉耐性中的作用和机理。结果表明:箭舌豌豆两个品种根中镉主要分布于可溶性组分, NPTs是主要的镉结合物。镉胁迫下敏感品种‘ZM’根中NPTs含量大于耐性品种‘L3’, NPTs结合镉的量也大于‘L3’,但两个品种根中NPTs结合镉占总可溶性镉的比值无显著差异。镉胁迫下箭舌豌豆两个品种根中,γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-ECS)基因的转录上调,谷胱甘肽(GSH)和植物螯合肽(PCs)含量升高,‘ZM’较‘L3’更显著。γ-ECS的强抑制剂BSO (L-buthionine-sulfoximine)和镉共处理降低了箭舌豌豆两个品种的镉耐性,箭舌豌豆两个品种根中PCs已不能检出, H2O2含量升高,说明NPTs通过螯合作用和抗氧化作用,增强了箭舌豌豆的镉耐性,但NPTs响应不是导致箭舌豌豆两个品种镉耐性差异的原因。

土壤外源钒施加对玉米中钒积累、亚细胞分布和非蛋白巯基含量的影响

本研究旨在探讨玉米对钒(V)的耐受性机制及富集机理。采用差速离心法和DTNB[5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)]比色法,研究了不同V浓度(0、100、200、300、500 mg·kg^-1)胁迫下,V在玉米中的积累、亚细胞分布和非蛋白巯基物质对V胁迫的响应。结果表明,V在玉米各部位中积累顺序为:根>叶>茎>>子实,其中74.8%~95.6%的V富集于根部。随着V胁迫浓度的增加,V的富集系数(BF)从0.061增加到0.306,而转运系数(TF)从0.336下降到0.108,从而降低了过量V对玉米茎叶的毒性。V主要积累于植物亚细胞组分的细胞壁(F1)和可溶性组分(F4)中,两者在茎叶中占总累积量的60.76%~75.75%,在根中占总累积量的82.66%~87.02%。土壤中一定的V浓度(V≤300 mg·kg^-1)可促进玉米幼苗体内非蛋白巯基(NPT)和植物螯合肽(PCs)的合成,植物也通过消耗谷胱甘肽(GSH)来合成植物螯合肽(PCs),从而降低V的毒性。因此,玉米幼苗抗V毒性的机制包括细胞壁沉积和重金属分区,以及非蛋白巯基化合物的合成。

镉胁迫对高低积累型水稻幼苗非蛋白巯基含量的影响

为研究镉胁迫对高低积累型水稻幼苗非蛋白巯基(Non-protein thiols, NPT)物质含量的动态变化影响规律,利用营养液沙培盆栽实验,设置镉浓度为50μmol·L^-1,分别监测处理前(0 d)和处理后第1、3、5、7 d水稻的过氧化程度和非蛋白巯基物质含量。结果表明:随镉胁迫时间的延长,两品种水稻的过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)和硫代巴比妥酸反应产物(Thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)含量逐渐上升,且镉低积累型品种优I2009的H2O2和TBARS含量上升的幅度大于镉高积累型品种欣荣优2045,其中欣荣优2045地上部H2O2和TBARS含量上升的幅度分别为45%和74%,其根系上升的幅度分别为1.14倍和61%,而优I2009地上部H2O2和TBARS含量上升的幅度分别为78%和1.20倍,其根系上升的幅度分别为1.32倍和64%,说明镉低积累型品种优I2009遭受的氧化胁迫水平和膜脂过氧化程度大于镉高积累型品种欣荣优2045。欣荣优2045的还原型谷胱甘肽(Reduced glutathione,GSH)随镉胁迫时间的延长逐渐增加,而优I2009的GSH呈先升后降的趋势;两品种水稻的NPT、植物螯合肽(Phytochelatins,PCs)含量和谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferase,GST)活性随镉胁迫时间的延长呈先升后降的趋势,且欣荣优2045合成的NPT含量和生成的GST活性更高。研究表明,镉高积累型水稻品种可以通过合成更多的含巯基的非蛋白化合物与镉络合来清除活性氧,进而增加对镉的耐性。

镉胁迫对巴西蘑菇镉亚细胞分布和非蛋白巯基的影响

本研究以不同浓度镉胁迫下的巴西蘑菇菌株J1(高Cd积累菌株)和J77(低Cd积累菌株)为实验材料,通过差速离心和酶联免疫法(ELISA),研究了菌丝生长、镉亚细胞分布、细胞内镉螯合相关的小分子非蛋白巯基化合物含量的变化以及小分子非蛋白巯基化合物代谢酶的活性,从细胞水平及酶学活性方面揭示了不同镉积累菌株对镉胁迫的响应机制。结果显示:随着外源添加镉浓度增加,2个菌株菌丝生长均受到抑制,出现大量气生菌丝,且J77气生菌丝多于J1;J1和J77菌丝中镉的分布规律均为细胞壁>细胞液>细胞器,表明细胞壁具有固持Cd^(2+)的作用;菌株J77中谷胱甘肽硫转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性均高于J1;J77和J1中植物螯合肽(PCs)和非蛋白巯基(NPT)含量变化趋势一致,表现出“低促高抑”;相关性分析显示,镉胁迫与GSH-Px活性呈正相关关系,NPT含量与PCs含量呈极显著正相关。巴西蘑菇菌丝体镉解毒机制包括细胞壁沉积和重金属分区,非蛋白巯基物质的合成,不同菌株对镉胁迫响应存在差异。

镉对灵芝菌丝抗氧化系统的影响

研究了不同浓度镉（Cd）（0、10、50、100、200和400μmol·L^-1）对灵芝菌丝抗氧化系统的影响．结果表明，随着Cd浓度增加，菌丝鲜质量、脯氨酸、总糖和还原糖含量逐渐下降，非蛋白巯基化合物（NPT）水平逐渐上升，当Cd浓度达到400μmol·L^-1时，NPT含量急剧上升至对照组的6．7倍．在试验浓度范围内，灵芝菌丝体过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽还原酶（GR）和过氧化氢酶（CAT）活性呈显先上升后下降的变化趋势，并均在Cd浓度为100μmol·L^-1时达峰值；超氧化物歧化酶（SOD）和脂氧合酶（LOX）活性则随着Cd浓度的增加而逐渐上升，在Cd浓度为400μmol·L^-1时达峰值．采用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析Cd胁迫下灵芝菌丝抗氧化酶的同工酶谱发现，100～400μmol·L^-1 Cd处理诱导出2条Mn-SOD型同工酶带；10～200μmol·L^-1浓度Cd上调组成型CAT、SOD、POD和LOX同工酶的表达强度；而400μmol·L^-1 Cd的则显著抑制了POD同工酶的表达．

印度芥菜对Cu诱导的氧化胁迫响应

研究了印度芥菜对不同浓度 (0、 2、 4、 8和 1 6 μmol·L-1 )Cu处理的响应。结果表明 ,4～ 1 6 μmol·L-1 Cu抑制印度芥菜根和地上部生物量的积累 ,植株中H2 O2 和丙二醛 (MDA)含量上升 ;根和叶中超氧物歧化酶 (SOD ,EC1 1 5 1 1 )和过氧化物酶 (POD ,EC1 1 1 1 7)活性均随着Cu浓度增加而上升 ;2～ 8μmol·L-1 Cu能提高根中抗坏血酸过氧化物酶 (APX ,EC1 1 1 1 1 1 )活性 ,叶中APX活性最高时的外界Cu浓度为 4 μmol·L-1 ;过氧化氢酶 (CAT ,EC1 1 1 1 6 )活性在 2 μmol·L-1 Cu时最高 ;Cu浓度为 2～ 8μmol·L-1 时根中非蛋白巯基化合物 (NPT)

铅镉胁迫下泡桐1201幼苗的生理机制响应

以泡桐(Paulownia fortunei)1201为试验材料,采用水培试验的方法,研究了铅、镉胁迫影响下,其幼苗生物量、生理生化指标和亚细胞分布的一系列变化。结果表明,Pb、Cd胁迫对泡桐1201幼苗生物量的影响表现为低促高抑。泡桐1201幼苗对Cd的吸收及富集作用强于Pb,幼苗各部位重金属含量均表现为根>叶>茎,各部位生物富集系数及转运系数均呈下降趋势,泡桐1201幼苗根部起到了缓冲及保护屏障的作用,成为吸收富集Pb、Cd的主要部位。Pb、Cd胁迫下,随着胁迫浓度的升高,泡桐1201幼苗根部超氧化物歧化酶(SOD)活性先降低后升高,叶片SOD活性无显著变化;叶片过氧化氢酶(CAT)活性随胁迫浓度的增加呈先升高后降低的趋势,过氧化物酶(POD)活性与胁迫浓度呈正相关。可溶性糖含量随胁迫浓度增加呈先升高后降低的趋势,可溶性蛋白质含量先升高后降低,游离脯氨酸含量与胁迫浓度呈正相关。非蛋白巯基化合物(NPT)含量随着胁迫浓度的增加均呈先升高后降低的趋势,谷胱甘肽(GSH)含量呈降低趋势,螯合肽(PCs)含量变化较复杂,但总体上呈先升高后降低的趋势,且叶片非蛋白巯基含量显著高于根部。亚细胞分布各组分中的Cd^(2+)、Pb^(2+)积累量与胁迫浓度呈正相关。